自主移动机器人是机器人研究和工程应用的一个重要领域。随着它的应用领域越来越广泛,发展越来越迅速,机器人被期望在偏远、危险的室外环境,特别是变电站、化工厂等高温高辐射强干扰的场所中,代替人类进行全天候的作业。作为机器人在户外作业的基础,定位成了需要解决的首要问题。针对室外移动机器人在各种危险或者极端环境下代替人类工作时面对的定位、导航问题,本文提出了一种基于全景近红外视觉的路标定位系统。系统通过近红外主动照明降低了光照变化、阴影等因素的影响,利用全景摄像机获得大范围的路标定向信息,动态大津法二值化和路标跟踪技术的应用使识别路标更准确、更快速,三角定位算法确保能精确的计算出机器人的世界坐标。室外环境下移动机器人的定位实验结果表明,本系统具有较高的定位精度和良好的鲁棒性。总结全文,在光照大范围变化的室外环境下的视觉定位研究中,本文提出了一些具有一定创新性的方法:首先,本文提出了一种近红外主动照明、全景视觉成像和人工编码路标相结合的视觉系统。它通过近红外主动照明来降低光照变化、阴影等因素对视觉系统的影响,利用全景视觉来获取大范围的路标信息,这使系统能够适应室外大幅度光照变化和高噪声的影响。其次,本文设计了一种鲁棒的近红外路标识别算法。算法在得到全景近红外图像后,利用全景展开使图像以适合人类观看的视角再现周围环境;接着用改进大津法配合动态大津法来实现二值化,以突出光照不均情况下的路标特征;然后通过路标提取和模板匹配来实现路标识别,为三角定位提供了精确的路标信息。最后,在上述研究的基础上,本文通过多个实验验证了路标定位系统的性能。实验表明,全景近红外视觉系统能有效的抑制室外光照变化及阴影的影响,近红外路标识别算法在保证实时性的基础上能稳定的识别出路标,在经过三角定位之后,整个系统具有良好的定位精度。